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La correlazione tra anidride carbonica e cambiamenti climatici nell’ultimo secolo

In una pubblicazione comparsa nel n°74 del Meteorological Magazine del 1939 l’ingegnere e meteorologo inglese Guy S. Callendar (1898-1964) scriveva: “dato che l’uomo sta cambiando la composizione dell’atmosfera a un ritmo eccezionale su scala geologica, è naturale cercare gli effetti probabili di questo cambiamento.”

In quegli anni la scienza non aveva una teoria largamente accettata che spiegasse quale potesse essere la causa dei grandi cambiamenti climatici del passato, già noti all’epoca. Fu così che il meticoloso ingegnere Callendar, riprendendo l’idea del premio Nobel per la chimica Svante Arrhenius (1859-1927), valutò quale fosse stato l’andamento della temperatura media planetaria negli ultimi decenni. Ricorse alla raccolta dello Smithsonian “World Weather Record” che includeva i dati di circa 200 stazioni con diversi milioni di dati, e ne valutò l’affidabilità e quella che oggi chiameremmo omogeneità, cioè la coerenza nel tempo dei modi e sistemi di misura. Lo stesso fece con i dati delle misure di concentrazione di CO2 ma che a quell’epoca erano davvero scarsi. I dati raccolti mostravano un lieve ma misurabile aumento delle temperature e il riscaldamento risultava essere maggiore nell’emisfero nord, alle alte latitudini e in quota, tutti fenomeni coerenti con un aumento della concentrazione di CO2 in atmosfera.

Nel 1961, dopo anni di studio e di analisi dei dati meteorologici che provenivano dalle oltre 400 stazioni analizzate, giunse alla conclusione che la tendenza all’aumento della temperatura è significativa nell’Artico a circa 45° S di latitudine, mentre risulta piuttosto piccola nella maggior parte delle regioni al di sotto di 35° N ed in altre non è ancora evidente. Si ritiene che la distribuzione regionale e zonale delle recenti tendenze climatiche sia incompatibile con l’ipotesi di un aumento del riscaldamento solare come causa. D’altra parte, le principali caratteristiche di questa distribuzione non sono incompatibili con l’ipotesi di un aumento della radiazione di biossido di carbonio (CO2) se il tasso di miscelazione atmosferica tra gli emisferi è una questione di decenni anziché di anni.

Un cambiamento importante nelle relazioni delle fluttuazioni zonali si è verificato dal 1920. Le tendenze generali della temperatura rilevate dai dati sono considerate in relazione all’omogeneità della registrazione e anche all’evidenza della recessione glaciale in diverse zone.

Di seguito il grafico di tale tendenza elaborata da Callendar nel 1938, con le successive modifiche apportate da lui nel 1961 e quelle del 2012 secondo i dati elaborati dal Climatic Research Unit.

In quegli stessi anni, la teoria che metteva in correlazione l’aumento delle temperature globali con l’aumento della concentrazione della CO2 da lui proposta nel 1938 non era ancora stata accettata, ma continuò fino all’ultimo a sostenerla. Il progresso delle conoscenze portò poi allo sviluppo di una teoria ben più accurata di quella proposta da lui ed oggi, ad oltre 80 anni di distanza, il suo lascito viene considerato essere la prima e sorprendentemente accurata ricostruzione della temperatura globale.

Negli ultimi 70 anni abbiamo assistito ad un aumento preoccupante dei valori di CO2 nell’atmosfera, e ad un conseguente aumento della temperatura media globale, come si nota dal grafico seguente:

In base agli ultimi dati elaborati dal NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) e riportati nei grafici sottostanti si nota la media mensile di anidride carbonica registrata su alcuni siti di superficie marina. La divisione di monitoraggio globale del NOAA in collaborazione con l’Earth System Research Laborator, ha misurato l’anidride carbonica ed altri gas che contribuiscono all’effetto serra, per diversi decenni in una rete distribuita a livello globale di siti di campionamento dell’aria. Gli ultimi quattro anni completi più l’anno corrente sono mostrati nel primo grafico. Tutti gli anni dal 1980 sono mostrati nel secondo grafico. L’ultimo anno di dati è ancora preliminare, in attesa di ricalibrazioni dei gas di riferimento e di altri controlli di qualità.

La linea rossa tratteggiata con simboli a diamante rappresenta i valori medi mensili, centrati a metà di ogni mese. La linea nera con i simboli quadrati rappresenta lo stesso, dopo la correzione per il ciclo stagionale medio. La linea nera viene determinata come media mobile di sette cicli stagionali adiacenti centrati sul mese da correggere, ad eccezione del primo e degli ultimi tre anni e mezzo di registrazione, in cui il ciclo stagionale è stato mediato rispettivamente nel primo e nell’ultimo dei sette anni. Una media globale viene costruita adattando dapprima una curva livellata in funzione del tempo a ciascun sito, quindi il valore livellato per ciascun sito viene tracciato in funzione della latitudine per 48 intervalli di tempo uguali all’anno. Una media globale viene calcolata dal grafico della latitudine in ogni fase.

Prendendo in considerazione Mauna Loa, nelle Hawaii, sito che ha la serie storica più lunga e continua per ciò che concerne le misurazioni dirette di CO2 nell’atmosfera, vediamo che:

  • nel primo grafico, sono mostrati gli ultimi quattro anni completi di CO2 di Mauna Loa più l’anno corrente.
  • – nel secondo grafico troviamo i dati combinati del Scripps Research Institute con i dati del NOAA.

Le linee rosse tratteggiate con simboli a diamante rappresentano i valori medi mensili, centrati a metà di ogni mese. Le linee nere con i simboli quadrati rappresentano lo stesso, dopo la correzione per il ciclo stagionale medio. Quest’ultimo è determinato come media mobile di sette cicli stagionali adiacenti centrati sul mese da correggere, ad eccezione del primo e degli ultimi 3 anni e mezzo di registrazione, in cui il ciclo stagionale è stato mediato nel primo e nell’ultimo dei sette anni, rispettivamente.

L’ultimo anno di dati è ancora preliminare, in attesa di ricalibrazioni dei gas di riferimento e di altri controlli di qualità. I dati sono riportati come una frazione molare dell’aria secca definita come il numero di molecole di anidride carbonica divise per il numero di tutte le molecole nell’aria, inclusa la CO2 stessa, dopo che il vapore acqueo è stato rimosso. La frazione molare è espressa in parti per milione (ppm). Esempio: 0.000400 è espresso in 400 ppm. I dati del Mauna Loa vengono ottenuti ad un’altitudine di 3400 metri nella zona subtropicale settentrionale e potrebbero non essere gli stessi della concentrazione di CO2 mediata globalmente in superficie.

Nonostante l’accordo di quasi tutte le Nazioni del mondo del 2015, le emissioni globali di carbonio sono aumentate dell’1,7% nel 2017 e di un ulteriore 2,7% nel 2018; solo nel 2019 è stato registrano una diminuzione del tasso di crescita che si è attestato intorno allo 0,8%. Gli ultimi cinque anni sono stati anche i più caldi in assoluto ed il 2020 rischia di far registrare un ulteriore aumento delle temperature medie globali.

Ma c’è da notare come, nel periodo che va dal 2005 al 2018, si stia registrando un rallentamento della crescita delle anomalie termiche medie globali.

Infatti in questo ultimo grafico elaborato da climate4you è ben evidente questo leggero rallentamento, che è di buon auspicio per i prossimi anni.

Se ci sarà maggiore attenzione da parte di tutti i Paesi del mondo, verso le tematiche e le problematiche che i cambiamenti climatici comportano, potremmo tutti assistere ad un’inversione di tendenza.

Infatti ridurre le emissioni di anidride carbonica, ridurre la deforestazione selvaggia, ridurre lo sfruttamento degli allevamenti intensivi (con l’introduzione di tecniche produttive che riducano la pressione sull’ambiente) e ponendo maggiori interessi per lo sviluppo di energia proveniente da fonti rinnovabili, porteranno sicuramente a vivere in un futuro migliore, sostenibile e resiliente ai cambiamenti climatici, in un contesto che sicuramente sarà climaticamente favorevole e rispettoso dell’ambiente.

Le ultime stime e le ultime analisi suggeriscono che un’azione rapida oggi può ridurre le emissioni di CO2 entro 12 anni e contenere gli aumenti della temperatura media globale inferiore ai 2°C.

Fonti bibliografiche e fotografiche: www.climalteranti.it – www-crudata.uea.ac.uk – NOAA – National Geographic – climate4you – pixabay.com

Fabio Chipino: E' laureato in Scienze e Tecnologie Agroforestali ed Ambientali con una tesi sui "cambiamenti climatici in Calabria partendo dall'indice di aggressività delle piogge". E' divulgatore di climatologia e meteorologia, ma non tralascia altre tematiche scientifiche. Contatti: fabio.chipino@geomagazine.it
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